JP3749193B2 - Air conditioner - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドライ運転可能に構成された空気調和装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、圧縮機と、第1熱交換部及び第2熱交換部を有する室内熱交換器とを備え、第1熱交換部と第2熱交換部との間に電動式膨張弁を設け、ドライ運転可能に構成された空気調和装置が知られている。
【0003】
例えば、図4に示すように、多パス(例えば2パス)の冷媒経路37を有し、冷房運転時に蒸発器、ドライ運転時に凝縮器として機能する第1熱交換部31Aと、多パス(例えば2パス)の冷媒経路38を有し、冷房運転時及びドライ運転時に蒸発器として機能する第2熱交換部31Bとを備えた室内熱交換器31を具備し、第1熱交換部31Aと第2熱交換部31Bとの間に、電動式膨張弁35を設けた空気調和装置が知られている。
【0004】
ドライ運転時は電動式膨張弁35の開度を調整して冷媒を膨張し、冷房運転時は電動式膨張弁35を全開して冷媒を流すようにしている。尚、冷房運転時は、所定の冷凍能力(冷房能力)にすべく図示を省略した圧縮機の運転周波数(即ち、圧縮機の能力)を制御している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述の空気調和装置を冷房運転した場合、圧力損失がない理想状態であれば、図5に示すモリエル線図を参照して、サイクルA−B−E−H−Iを辿るが、各冷媒経路37を流れてきた冷媒は合流して電動式膨張弁35を流れるので、この電動式膨張弁35において圧力損失が生じ、電動式膨張弁35の冷媒流入側の冷媒の圧力(蒸発温度)、即ち、第1熱交換部31Aの冷媒の圧力(蒸発温度)が高くなり、冷房能力が低下するため、この冷房能力の低下を補うべく図示を省略した圧縮機の運転周波数を上げる(即ち、圧縮機の能力を上げる)制御を行うので、冷房のCOP(成績係数)が低下する。
【0006】
そこで、冷房運転を重視して、第2熱交換部31Bの能力を第1熱交換部31A能力よりも大きくすると、冷房運転する場合、図5に示すモリエル線図を参照して、サイクルA−C−E−H−Iを辿り、冷房能力が向上する(冷房のCOPが向上する)が、ドライ運転する場合、室内への空気の吹き出し温度が空気の吸い込み温度よりも低下してしまうという問題がある。
【0007】
また、逆に、ドライ運転を重視して、第1熱交換部31Aの能力を第2熱交換部31Bの能力よりも大きくすると、ドライ運転時は除湿が支障なく行われ、室内への空気の吹き出し温度の低下を防止することはできるが、冷房運転する場合、図5に示すモリエル線図を参照して、サイクルA−C−F−H−Iを辿り、第1熱交換部31Aの冷媒の圧力(蒸発温度)が高いため(サイクルC−F)、冷房能力が低下し、この冷房能力の低下を補うべく図示を省略した圧縮機の運転周波数を上げる(即ち、圧縮機の能力を上げる)制御を行うので、冷房のCOPが向上しないという問題がある。
【0008】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、冷房運転時のCOP(成績係数)の向上を図り、ドライ運転時の室内への空気の吹き出し温度の低下を防止することができる空気調和装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、圧縮機と、ドライ運転時に上流に位置する第1熱交換部及びその下流に位置する第2熱交換部を有する室内熱交換器とを備え、前記第1熱交換部と前記第2熱交換部との間に膨張機構を設け、ドライ運転可能に構成された空気調和装置において、前記第1熱交換部は、第1冷媒経路及び第2冷媒経路を備え、第1冷媒経路及び第2冷媒経路の間には、ドライ運転時に室内への空気の吹出温度が許容される範囲を超えない程度に圧力損失が設定された冷媒を減圧する減圧手段を設けたことを特徴とするものである。
【0010】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記第1冷媒経路及び前記第2冷媒経路が夫々多パスの冷媒経路であり、前記減圧手段が単パスの冷媒経路であることを特徴とするものである。
【0011】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記第1熱交換部の能力は、前記第2熱交換部の能力よりも大きいことを特徴とするものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
【0015】
図1は、本発明に係る空気調和装置の一実施の形態を示す回路図である。
【0016】
この図1に示すように、空気調和装置10は室外機11及び室内機12を有してなり、室外機11の室外冷媒配管14と室内機12の室内冷媒配管15とが、連結配管16及び17を介して連結されている。
【0017】
上記室外機11は室外に配置される。室外冷媒配管14には、圧縮機18が配設されるとともに、この圧縮機18の吸込側にアキュムレータ19が配設され、圧縮機18の吐出側に四方弁20が配設され、この四方弁20側に室外熱交換器21、第1膨張機構としての第1電動式膨張弁22が順次配設されて構成される。室外熱交換器21には、この室外熱交換器21へ向かって送風する室外ファン23(例えば、プロペラファン)が隣接して配置されている。
【0018】
上記の四方弁20は冷房またはドライ運転時に実線で示すように切り換えられ、暖房運転時に点線で示すように切り換えられる。
【0019】
室内機12はそれぞれ室内に設置され、室内冷媒配管15に室内熱交換器31が配設される。この室内熱交換器31には、これらの室内熱交換器31から室内へ送風する室内ファン33(例えば、クロスフローファン)が隣接して配置されている。
【0020】
室内熱交換器31は、図2に示すように、第1熱交換部31Aと第2熱交換部31Bとからなる。第1熱交換部31Aは、多パス(例えば2パス)の冷媒経路37を有し、冷房運転時に蒸発器、ドライ運転時に凝縮器として機能する。また、第2熱交換部31Bは、多パス(例えば2パス)の冷媒経路38を有し、冷房運転時及びドライ運転時に蒸発器として機能する。第1熱交換部31Aと第2熱交換部31Bとの間には、第2膨張機構としての第2電動式膨張弁35(膨張機構)が設けられている。
【0021】
空気調和装置10には、図示しない制御装置が備えられており、この制御装置は、室外機11における圧縮機18の運転周波数、四方弁20の切り換え、室外ファン23の回転数及び第1電動式膨張弁22の開度をそれぞれ制御する。また、制御装置は、室内機12の室内ファン33の回転数及び第2電動式膨張弁35の開度を制御する。つまり、制御装置は、四方弁20を切り換えることにより、空気調和装置10を冷房運転又は暖房運転に設定する。また、要求される空調負荷に応じて、冷房運転時は所定の冷房能力、暖房運転時は所定の暖房能力にすべく圧縮機18の運転周波数等を制御する。
【0022】
次に、運転動作について説明する。
【0023】
図示しない制御装置は、図示しないリモートコントローラ等により冷房運転が選択して指令された場合には、室外機11の圧縮機18を起動させる。これにより、圧縮機18から吐出された冷媒は、実線の矢印で示すように、四方弁20を経て、室外熱交換器21に流入し、ここから流出した冷媒は、第1電動式膨張弁22で膨張された後、連結配管17を介して、室内機12に流入する。そして、室内熱交換器31で蒸発して、連結配管16、四方弁20の順に流れ、アキュムレータ19を経て圧縮機18に戻される。この室内熱交換器31により、室内機12内へ導かれた室内空気が冷却されて室内を冷房する。
【0024】
また、図示しない制御装置は、リモートコントローラ等によりドライ運転が選択して指令された場合には、室外機11の圧縮機18を起動させる。これにより、圧縮機18から吐出された冷媒は、実線の矢印で示すように、四方弁20を経て、室外熱交換器21に流入し、ここから流出した冷媒は、第1電動式膨張弁22を経た後、連結配管17を介して、室内機12に流入する。そして、室内熱交換器31の第1熱交換部31A(図2)で凝縮し、第2電動式膨張弁35で膨張し、第2熱交換部31B(図2)で蒸発して、連結配管16、四方弁20の順に流れ、アキュムレータ19を経て圧縮機18に戻される。この第1熱交換部31Aで室内から吸い込んだ空気を暖めるとともに、第2熱交換部31Bで室内から吸い込んだ空気を冷却して除湿し、これら空気を混合することで、適度な温度の空気を室内に吹き出して、室内を除湿する。
【0025】
また、リモートコントローラ等により暖房運転が選択して指令された場合には、圧縮機18から吐出された冷媒は、点線の矢印で示すように、四方弁20を経て、連結配管16を通って室内機12に流入する。そして、室内熱交換器31、連結配管17、第1電動式膨張弁22の順に流れ、室外熱交換器21に流入し、ここから流出した冷媒は、四方弁20を経た後、アキュムレータ19を経て圧縮機18に戻される。これにより、室内熱交換器31が凝縮器として機能し、この室内熱交換器31により、室内機12内へ導かれた室内空気が加熱されて室内を暖房する。
【0026】
本実施の形態において、図2を参照すると、室内熱交換器31の第1熱交換部31Aの多パス(例えば2パス)の冷媒経路37には、冷媒の減圧を目的とする配管(以下、「減圧用配管」という。)32が設けられている。
【0027】
この減圧用配管32の内径や形状、長さは、所定の圧力損失となるように設定されている。例えば、この減圧用配管32は、多パス(例えば2パス)の冷媒経路37を流れる冷媒が減圧用配管32の冷房・ドライ運転時の入口側で合流し、この減圧用配管32の冷房・ドライ運転時の出口側で再び分流するように設けられている。即ち、多パス(例えば2パス)の冷媒経路37は、冷房・ドライ運転時の第1熱交換部31Aの冷媒の入口側の多パス(例えば2パス)の第1冷媒経路37Aと、冷房・ドライ運転時の第1熱交換部31Aの冷媒の出口側の多パス(例えば2パス)の第2冷媒経路37Bとからなり、多パス(例えば2パス)の第1冷媒経路37Aと第2冷媒経路37Bとが単パスの冷媒経路(減圧用配管32)でつながれている。
【0028】
減圧用配管32における所定の圧力損失は、ドライ運転時に室内への空気の吹き出し温度が冷えて不快感を与えない程度に設定される。即ち、所定の圧力損失は、ドライ運転時に室内への空気の吹き出し温度が許容される範囲を超えない程度に設定される。したがって、この減圧用配管32における所定の圧力損失は、大きくする必要はなく、減圧用配管32は短くて済む。即ち、省スペース化を図ることができる。
【0029】
具体的に、第1熱交換部31Aは、図示は省略するが、平行に配設した複数のフィンに、伝熱管を複数挿通し、その伝熱管の開放端を適宜接続して多パス(例えば2パス)の冷媒経路37が形成される。そして、減圧用配管32は、この伝熱管の開放端に接続される。
【0030】
尚、減圧用配管は各冷媒経路37毎に設けてもよい。この場合、減圧用配管は、例えば、各冷媒経路37における伝熱管よりも細く設定される。また、この減圧用配管の代わりにキャピラリチューブ、あるいは第1熱交換部31Aのフィンに挿通した伝熱管であってもよい。伝熱管を利用した場合は、配管を第1熱交換部31Aの外部に増設する必要がない。
【0031】
従来の構成では、図4を参照して、冷房運転を重視して、第2熱交換部31Bの能力を第1熱交換部31A能力よりも大きくすると、冷房運転する場合、図3に示すモリエル線図を参照して、サイクルA−C−E−H−Iを辿り、冷房能力が向上する(冷房のCOP(成績係数)が向上する)が、ドライ運転する場合、室内への空気の吹き出し温度が空気の吸い込み温度よりも低下してしまう。また、逆に、ドライ運転を重視して、第1熱交換部31Aの能力を第2熱交換部31Bの能力よりも大きくすると、ドライ運転時は除湿が支障なく行われ、室内への空気の吹き出し温度の低下を防止することはできるが、冷房運転する場合、図3に示すモリエル線図を参照して、サイクルA−C−F−H−Iを辿り、第1熱交換部31Aの冷媒の圧力(蒸発温度)が高いため(サイクルC−F)、冷房能力が低下し、この冷房能力の低下を補うべく図示を省略した圧縮機の運転周波数を上げる(即ち、圧縮機の能力を上げる)制御を行うので、冷房のCOPが向上しない。
【0032】
本実施の形態では、第1熱交換部31Aが第2熱交換部31Bよりも大きい。つまり、第1熱交換部31A及び第2熱交換部31Bは、ドライ運転を重視した場合の熱交換器の大きさである。具体的には、第1熱交換部31Aのフィンを挿通する伝熱管の本数が第2熱交換部31Bのフィンを挿通する伝熱管の本数よりも多い。即ち、第1熱交換部31Aの能力が第2熱交換部31Bの能力よりも大きい。そして、減圧用配管32は、ドライ運転時に室内への空気の吹き出し温度が冷えすぎず、冷房運転時に第1熱交換部31Aの冷房能力が向上するように冷媒経路37の所定の箇所に設けられる。
【0033】
図3に示す冷房運転時のモリエル線図における太線(サイクルA−C−D−G−H−I)は、室内熱交換器31が蒸発器として機能した場合を示す。
【0034】
第1熱交換部31Aに流入した冷媒は、まず、多パス(例えば2パス)の第1冷媒経路37Aを通過して蒸発する(図3中、サイクルA−C)。このように多パスとすることで、冷房運転時は効率よく冷媒を蒸発させることができ、ドライ運転時は効率よく冷媒を凝縮することができる。
【0035】
そして、減圧用配管32の入口側で冷媒が合流して、減圧用配管32を通過することで圧力損失が生じ、冷媒が減圧される(図3中、サイクルC−D)。つまり、多パスから単パスとすることで圧力損失が生じ、冷媒が減圧される。
【0036】
次に減圧用配管32で減圧された冷媒は、再び分流されて多パス(例えば2パス)第2冷媒経路37Bを通過して蒸発する(図3中、サイクルD−G)。即ち、単パスから多パスとなり、さらに減圧されているので、冷房運転時は従来のドライ重視の第1熱交換部よりも効率よく冷媒を蒸発させることができ、また、ドライ運転時は従来の冷房重視の第1熱交換部よりも効率よく冷媒を凝縮することができる。
【0037】
第1熱交換部31Aの冷媒経路37から流出した冷媒は、合流して第2電動式膨張弁35を通過することで減圧される(図3中、サイクルG−H)。尚、第2電動式膨張弁35の上流側にある減圧用配管32で冷媒が減圧されているため、この第2電動式膨張弁35における圧力損失は小さくなる。
【0038】
そして、第2熱交換部31Bの冷媒経路38を通過することで蒸発する(図3中、サイクルH−I)。
【0039】
以上、本実施の形態によれば、第1熱交換部31Aの冷媒経路37に冷媒を減圧する減圧用配管32を設けたことから、この第1熱交換部31Aにおける冷媒の蒸発温度(圧力)は、従来のドライ運転を重視した場合の室内熱交換器31と比較して、減圧用配管32により減圧されて低くなるので、冷房運転時は冷房能力が向上して冷房のCOPが向上し、ドライ運転時は室内への空気の吹き出し温度が冷えすぎることはない。
【0040】
また、本実施の形態によれば、第1熱交換部31Aの能力が第2熱交換部31Bの能力よりも大きいことから、従来の冷房運転を重視した場合の室内熱交換器と比較して、ドライ運転を行う場合の凝縮能力、即ち、第1熱交換部31Aが大きいので、ドライ運転時の室内への空気の吹き出し温度の低下を防止することができる。
【0041】
また、本実施の形態によれば、減圧用配管32は、第1熱交換部31Aの伝熱管の開放端に接続して形成することができるから、接続作業が容易である。
【0042】
尚、本実施の形態では、第1熱交換部31Aが多パス(例えば、2パス)の冷媒経路37を有する場合について説明したが、これに限るものではなく、第1熱交換部が単パス(1パス)の冷媒経路を有する場合であっても適応できることは言うまでもない。この場合、第1熱交換部の単パスの冷媒経路には、この冷媒経路よりも圧力損失の大きい減圧用配管が設けられる。また、この減圧用配管の代わりにキャピラリチューブ、あるいは第1熱交換部のフィンに挿通した伝熱管であってもよい。
【0043】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0044】
【発明の効果】
本発明に係る空気調和装置によれば、冷房運転時のCOP(成績係数)の向上を図ることができ、ドライ運転時の室内への空気の吹き出し温度の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る空気調和装置の一実施の形態を示す冷媒回路図である。
【図2】図1の空気調和装置の室内熱交換器の説明図である。
【図3】図1の空気調和装置を冷房運転した場合のサイクルを示すモリエル線図である。
【図4】従来の空気調和装置の室内熱交換器の説明図である。
【図5】従来の空気調和装置を冷房運転した場合のサイクルを示すモリエル線図である。
【符号の説明】
10 空気調和装置
18 圧縮機
31 室内熱交換器
31A 第1熱交換部
31B 第2熱交換部
32 減圧用配管(減圧手段、単パスの冷媒経路)
37 多パスの冷媒経路
37A 多パスの第1冷媒経路
37B 多パスの第2冷媒経路
35 第2電動式膨張弁(膨張機構)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air conditioner configured to be capable of dry operation.
[0002]
[Prior art]
In general, a compressor and an indoor heat exchanger having a first heat exchange part and a second heat exchange part are provided, and an electric expansion valve is provided between the first heat exchange part and the second heat exchange part, An air conditioner configured to be operable is known.
[0003]
For example, as shown in FIG. 4, the first
[0004]
During the dry operation, the opening of the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When the above-described air conditioner is in a cooling operation, if it is in an ideal state with no pressure loss, the cycle A-B-E-H-I is traced with reference to the Mollier diagram shown in FIG. Since the refrigerant that has flown through 37 joins and flows through the
[0006]
Therefore, if the cooling operation is regarded as important and the capacity of the second
[0007]
Conversely, if importance is attached to the dry operation and the capacity of the first
[0008]
The object of the present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to improve the COP (coefficient of performance) during cooling operation and prevent a decrease in the temperature of air blown into the room during dry operation. An object of the present invention is to provide an air-conditioning apparatus that can perform the above.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 includes a compressor, and an indoor heat exchanger having a first heat exchange section located upstream during a dry operation and a second heat exchange section located downstream thereof , and the first heat In the air conditioner configured to provide an expansion mechanism between the exchange unit and the second heat exchange unit and configured to be capable of dry operation, the first heat exchange unit includes a first refrigerant path and a second refrigerant path, Between the first refrigerant path and the second refrigerant path, there is provided a depressurizing means for depressurizing the refrigerant whose pressure loss is set to such an extent that the air blowing temperature into the room does not exceed an allowable range during dry operation. It is characterized by.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the first refrigerant path and the second refrigerant path are each a multi-pass refrigerant path, and the decompression means is a single-pass refrigerant path. It is characterized by this.
[0011]
The invention according to claim 3 is characterized in that, in the invention according to claim 1 or 2, the capacity of the first heat exchange section is larger than the capacity of the second heat exchange section .
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of an air conditioner according to the present invention.
[0016]
As shown in FIG. 1, the
[0017]
The
[0018]
The four-
[0019]
Each
[0020]
As shown in FIG. 2, the
[0021]
The
[0022]
Next, the driving operation will be described.
[0023]
A control device (not shown) activates the
[0024]
The control device (not shown) activates the
[0025]
Further, when the heating operation is selected and commanded by a remote controller or the like, the refrigerant discharged from the
[0026]
In the present embodiment, referring to FIG. 2, a multi-pass (for example, two-pass)
[0027]
The inner diameter, shape, and length of the
[0028]
The predetermined pressure loss in the
[0029]
Specifically, the first
[0030]
A decompression pipe may be provided for each
[0031]
In the conventional configuration, referring to FIG. 4, when the cooling operation is emphasized and the capacity of the second
[0032]
In the present embodiment, the first
[0033]
The thick line (cycle A-C-D-G-H-I) in the Mollier diagram during the cooling operation shown in FIG. 3 shows the case where the
[0034]
The refrigerant that has flowed into the first
[0035]
And a refrigerant | coolant merges in the inlet side of the piping 32 for pressure reduction, a pressure loss arises by passing through the piping 32 for pressure reduction, and a refrigerant | coolant is pressure-reduced (in FIG. 3, cycle CD). That is, pressure loss is caused by changing from multiple passes to a single pass, and the refrigerant is decompressed.
[0036]
Next, the refrigerant depressurized by the depressurizing
[0037]
The refrigerant that has flowed out of the
[0038]
And it evaporates by passing the
[0039]
As described above, according to the present embodiment, the depressurizing
[0040]
Moreover, according to this Embodiment, since the capability of 31 A of 1st heat exchange parts is larger than the capability of 2nd
[0041]
Further, according to the present embodiment, the
[0042]
In the present embodiment, the case where the first
[0043]
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the said embodiment, this invention is not limited to this.
[0044]
【The invention's effect】
With the air conditioner according to the present invention, it is possible to improve the COP (coefficient of performance) during the cooling operation, and to prevent the temperature of the air blown out into the room during the dry operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram showing an embodiment of an air conditioner according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view of an indoor heat exchanger of the air conditioner of FIG.
FIG. 3 is a Mollier diagram showing a cycle when the air-conditioning apparatus of FIG. 1 is in cooling operation.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an indoor heat exchanger of a conventional air conditioner.
FIG. 5 is a Mollier diagram showing a cycle when a conventional air-conditioning apparatus is in a cooling operation.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
37 Multi-pass
Claims (3)
前記第1熱交換部は、第1冷媒経路及び第2冷媒経路を備え、
第1冷媒経路及び第2冷媒経路の間には、ドライ運転時に室内への空気の吹出温度が許容される範囲を超えない程度に圧力損失が設定された冷媒を減圧する減圧手段を設けたことを特徴とする空気調和装置。A compressor, and an indoor heat exchanger having a first heat exchange part located upstream during the dry operation and a second heat exchange part located downstream thereof , the first heat exchange part and the second heat exchange part In an air conditioner configured to provide an expansion mechanism between and dry operation,
The first heat exchange unit includes a first refrigerant path and a second refrigerant path,
Between the first refrigerant path and the second refrigerant path, there is provided a depressurizing means for depressurizing the refrigerant whose pressure loss is set to such an extent that the air blowing temperature into the room does not exceed an allowable range during dry operation. An air conditioner characterized by.
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